Marine fungoid producers of DHA, EPA and carotenoids from central and southern Chilean marine ecosystems Translated title: Fungoides marinos productores de DHA, EPA y carotenoides provenientes del ecosistema marino de Chile central y sur-austral

Abstract

Declining fishing yields have pushed the search for sustainable alternative sources for polyunsaturated fatty acids (PUFAs). Thraustochytrids and marine yeasts (marine fungoid protists) are potential commercial sources of lipids and carotenoids. It was determined the capacity of a collection of 41 strains of marine fungoid isolated in the Humboldt Current System, to produce DHA (docosahexanoic acid), EPA (eicosapentanoic acid) and CT (total carotenoids) in commercial growing media (MS) and alternative growing mediums (PDB, GAM, BAM and MCM). The media MS and PDB exhibited the highest growth rate (0.02 h-1), at 16 and 37°C, respectively. Thirteen of the studied strains showed high capacity to produce DHA (up to 23% dry weight) and CT (up to 18% dry weight), comparable to levels observed in Schizochytrium sp. KH105 and Rhodosporidium toruloides. Additionally, all studied strains produce small amounts of EPA (up to 0.3% of dry weight). Scanning electron microscopy reveals that strain C36 is morphologically consistent with yeasts, while partial sequencing of the 18s ribosomal gene shows 97% similarity to the genus Rhodotorula, which has not been reported until now as a producer of DHA and EPA. Finally, the strains C36, C22 and C4 offer promising potential for upscaling their production for commercial use for enriching human food and animal and larval fish feed with omega-3 and carotenoids, as well as being a source for food dyes for salmon and other products.

Translated abstract

La creciente demanda de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) provocada por la escasez de pesca extractiva, ha impulsado la obtención de fuentes alternativas sustentables para abastecer su mercado. Los Thraustochytridos y levaduras marinas (fungoides marinos), son potenciales productores de lípidos y carotenoides de importancia comercial. Desde una colección de 41 cepas de fungoides marinos aisladas en el Sistema de Corriente de Humboldt, se determinó la capacidad de producir DHA (ácido docosahexanoico), EPA (ácido eicosapentanoico) y CT (carotenoides totales) en cultivos líquidos comercial (MS) y alternativos (PDB, GAM, BAM y MCM). Los resultados indican que el medio MS y PDB, presentaron las mayores velocidades de crecimiento (0,02 h-1). No obstante, el medio MS presenta estos parámetros cinéticos a 16ºC y el PDB a 37°C. Trece de las cepas analizadas presentaron una alta capacidad para producir DHA (hasta 23% peso seco) y CT (hasta 18% peso seco), comparables a los niveles observados en Schizochytrium sp. KH105 y Rhodosporidium toruloides. Adicionalmente, todas las cepas ensayadas también produjeron pequeñas cantidades de EPA (hasta 0,3% peso seco). La microscopia electrónica revela que la cepa C36 es morfológicamente consistente con levaduras y su secuencia parcial del gen ribosomal 18s presenta un 97% de similitud con el género Rhodotorula, el que hasta ahora no ha sido reportado como productor de DHA y EPA. Finalmente, las cepas C36, C22 y C4 son interesantes objetos de estudio para escalar su producción y proyectar su uso comercial, como por ejemplo para suplementar en omega-3 y carotenoides alimentos para consumo humano, animales de corral o para estadios larvales de peces cultivados y pigmentar la carne del salmón, entre otros.